DE102018217869A1

DE102018217869A1 - Interior detection system

Info

Publication number: DE102018217869A1
Application number: DE102018217869.0A
Authority: DE
Inventors: David Mainzer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2018-10-18
Filing date: 2018-10-18
Publication date: 2020-04-23

Abstract

Innenraumerfassungssystem (100) umfassendeine Kamera (2), welche einen Erfassungsbereich aufweist, der auf einen Innenraum (10), insbesondere einen Fahrzeug-Innenraum, ausgerichtet ist,eine Auswerteeinrichtung (30), welche dazu eingerichtet ist, die von der Kamera (2) erfassten Bilder (20) auszuwerten und daraus Gegenstände (16), Lebewesen und/oder Personen (15) im Innenraum (10) zu erkennen,dadurch gekennzeichnet,dass mindestens eine Einrichtung (11, 12, 13, 14) im Innenraum (10) und/oder mindestens ein den Innenraum (10) begrenzendes Element (A, B, C) zumindest teilweise Licht absorbierend ausgebildet sind.Interior detection system (100) comprising a camera (2) which has a detection area which is oriented towards an interior (10), in particular a vehicle interior, an evaluation device (30) which is set up to be used by the camera (2) to evaluate captured images (20) and to recognize objects (16), living beings and / or persons (15) in the interior (10), characterized in that at least one device (11, 12, 13, 14) in the interior (10) and / or at least one element (A, B, C) delimiting the interior (10) is at least partially light-absorbing.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht von einem Innenraumerfassungssystem nach der Gattung des unabhängigen Patentanspruchs aus.The invention is based on an interior detection system according to the type of the independent claim.

Die Erfassung eines möglichst vollständigen Bildes über den Innenraum eines Fahrzeugs wird immer bedeutender um zukünftige Anforderungen erfüllen zu können. So wird in naher Zukunft auch das Hinweisen auf die Anschnallpflicht für Fahrzeuginsassen auf der Rückbank im Fahrzeug kommen. Aktuelle in den Fahrzeugsitzen verbaute Drucksensoren sind jedoch nicht in der Lage zu erkennen, ob ein Sitz durch eine Person oder einen Gegenstand belastet wird. Ein bildgebender Sensor zur Erfassung des Fahrzeug-Innenraums mit einer Auswertung des Bildes kann hier Abhilfe schaffen. Um jedoch eine exakte Aussage treffen zu können, müssen Verdeckungen, welche im Fahrzeuginnenraum auftreten können eliminiert werden.The acquisition of a complete picture of the interior of a vehicle is becoming increasingly important in order to be able to meet future requirements. In the near future, there will also be a reference to the obligation to fasten seatbelts on the back seat in the vehicle. However, current pressure sensors installed in the vehicle seats are not able to detect whether a seat is loaded by a person or an object. An imaging sensor for detecting the vehicle interior with an evaluation of the image can remedy this. However, in order to be able to make an exact statement, obscurations that can occur in the vehicle interior must be eliminated.

In der DE 19921488 A1 ist ein Innenraumerfassungssystem für einen Fahrzeug-Innenraum beschrieben, das eine Erfassung des Fahrzeug-Innenraums mittels einer auf den Fahrzeug-Innenraum ausgerichteten, im Bereich des Rückspiegels an der Windschutzscheibe angeordneten Kamera sowie über im Fahrzeug-Innenraum angeordnete verstellbare Spiegel ermöglicht. Das beschriebene Innenraumerfassungssystem ist dabei infrarotselektiv ausgeführt.In the DE 19921488 A1 describes an interior detection system for a vehicle interior which enables detection of the vehicle interior by means of a camera which is aligned with the vehicle interior and is arranged in the region of the rear-view mirror on the windshield and via adjustable mirrors arranged in the vehicle interior. The interior detection system described here is designed to be infrared-selective.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Die Erfindung mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs hat den Vorteil, dass eine Erkennung von in einem Innenraum befindlichen Gegenständen, Lebewesen und Personen verbessert wird. Die Erfindung eignet sich insbesondere für die Überwachung eines Fahrzeug-Innenraum, hier insbesondere der Fahrgastzelle eines für Personenbeförderung vorgesehenen Fahrzeugs, wie Personenkraftwagen (Pkw) oder Omnibus, daneben beispielsweise auch für Personen-Züge, Schiffe oder Flugzeuge.The invention with the features of the independent patent claim has the advantage that a detection of objects, living beings and people located in an interior is improved. The invention is particularly suitable for monitoring a vehicle interior, in particular the passenger compartment of a vehicle intended for passenger transport, such as passenger cars (cars) or buses, and also for example for passenger trains, ships or planes.

Dazu ist erfindungsgemäß ein Innenraumerfassungssystem vorgesehen umfassend eine Kamera, welche einen Erfassungsbereich aufweist, der auf einen Innenraum, insbesondere einen Fahrzeug-Innenraum, ausgerichtet ist, weiter umfassend eine Auswerteeinrichtung, welche dazu eingerichtet ist, die von der Kamera erfassten Bilder auszuwerten und daraus Gegenstände, Lebewesen und/oder Personen im Innenraum zu erkennen, welches sich dadurch auszeichnet, dass mindestens eine Einrichtung im Innenraum und/oder mindestens ein den Innenraum begrenzendes Element zumindest teilweise Licht absorbierend ausgebildet sind.For this purpose, an interior detection system is provided according to the invention, comprising a camera which has a detection area which is aligned with an interior, in particular a vehicle interior, further comprising an evaluation device which is set up to evaluate the images captured by the camera and objects therefrom, Recognizing living beings and / or people in the interior, which is characterized in that at least one device in the interior and / or at least one element delimiting the interior are at least partially light-absorbing.

Unter dem Begriff Licht wird dabei im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung elektromagnetische Strahlung in dem für das menschliche Auge sichtbaren Wellenlängenbereich, daneben in den benachbarten, für das menschliche Auge nicht sichtbaren, Infraroten und Ultravioletten Bereichen verstanden. Die Absorption von nicht von den interessierenden Objekten, Lebewesen oder Personen stammendem Licht ermöglicht deren bessere Erkennung durch die Auswerteeinrichtung aus den mit der Kamera aufgenommenen Bilder oder Bildsequenzen.In connection with the present invention, the term light is understood to mean electromagnetic radiation in the wavelength range visible to the human eye, in addition to the neighboring infrared and ultraviolet areas not visible to the human eye. The absorption of light not originating from the objects of interest, living beings or people enables them to be better recognized by the evaluation device from the images or image sequences recorded with the camera.

Mit Licht oder Infrarot-Strahlung absorbierend ist im vorliegenden Zusammenhang nicht notwendig eine 100%, also vollständige Absorption gemeint, vielmehr genügt eine Absorption eines Teils des auftreffenden Lichts bzw. der Infrarot-Strahlung. Unter Absorption wird mithin auch eine Dämpfung oder Abschwächung verstanden, so dass ein Rest der auftreffenden elektromagnetischen Strahlung reflektiert wird. Absorbing light or infrared radiation in the present context does not necessarily mean 100%, that is to say complete absorption, rather an absorption of part of the incident light or infrared radiation is sufficient. Absorption is therefore also understood to mean damping or attenuation, so that a remainder of the incident electromagnetic radiation is reflected.

Hinsichtlich der Ausbildung der mindestens einen Einrichtung im Innenraum und/oder des mindestens einen den Innenraum begrenzenden Elementes in zumindest teilweise Licht absorbierender Ausführung ist anzumerken, dass grundsätzlich jedes Material oder jede Oberfläche in einem Innenraum - außer dem hier nicht betrachteten Extremfall einer Temperatur im Bereich des absoluten Nullpunktes 273 Kelvin - einen gewissen Anteil darauf einfallender elektromagnetischer Strahlung absorbiert bzw. auch reflektiert. Dies ist vorliegend nicht mit zumindest teilweise Licht absorbierend gemeint. Für die Funktionsweise der Erfindung ist es von Vorteil, wenn die Absorption des auf die fraglichen Oberflächen jenseits der zu erkennenden Objekte, Lebewesen oder Personen einfallenden Lichts ausreicht, die zu erkennenden Objekte von der für die Erkennung nicht interessierenden Fahrzeugausstattung, d.h. Innenraum-Einrichtung und/oder Innenraum begrenzenden Elementen in den von der Kamera aufgenommenen Bildern zu separieren. Im Idealfall sind dazu die Innenraum-Einrichtung und/oder das mindestens eine den Innenraum begrenzende Objekt vollständig Licht absorbierend ausgebildet. Es genügt dabei, wenn die Absorption auf den Wellenlängenbereich beschränkt ist, der von der Kamera aufgenommen wird oder in den von der Kamera aufgenommenen Bildern ausgewertet wird. Handelt es sich beispielsweise um eine Infrarot-Kamera, genügt es, wenn die Absorption durch Innenraum-Einrichtung und/oder das mindestens eine den Innenraum begrenzende Objekt auf den Infraroten Wellenlängenbereich beschränkt ist.With regard to the formation of the at least one device in the interior and / or the at least one element delimiting the interior in an at least partially light-absorbing embodiment, it should be noted that basically any material or surface in an interior - except for the extreme case of a temperature in the region not considered here absolute zero point 273 Kelvin - absorbs or reflects a certain proportion of electromagnetic radiation incident on it. In the present case, this is not intended to mean at least partially absorbing light. For the functioning of the invention, it is advantageous if the absorption of the light incident on the surfaces in question beyond the objects, living beings or people to be recognized is sufficient, the objects to be recognized by the vehicle equipment not relevant for the detection, i.e. Separate interior equipment and / or interior boundary elements in the images recorded by the camera. Ideally, the interior device and / or the at least one object delimiting the interior are designed to be completely light-absorbing. It is sufficient if the absorption is limited to the wavelength range which is recorded by the camera or is evaluated in the images recorded by the camera. If it is an infrared camera, for example, it is sufficient if the absorption by the interior device and / or the at least one object delimiting the interior is limited to the infrared wavelength range.

Eine völlige Absorption der elektromagnetischen Wellen durch die dem Fahrzeug zugehörigen Teile ist nicht notwendig. Für eine Identifikation ist eine signifikante Absorption des durch die Kamera erfassten Wellenlängenbereichs oder des in den von der Kamera aufgenommenen Bildern ausgewerteten Wellenlängenbereichs ausreichend. Der Grad der Absorption sollte über dem Wert liegen, der durch normale Stoffe absorbiert wird. Wird beispielsweise nur der infrarote Wellenlängenbereich ausgewertet oder von der Kamera aufgenommen, genügt ein hoher Absorptionsgrad im infraroten Wellenlängenbereich. Dies hat den Vorteil, dass die visuelle Wahrnehmung eines Fahrzeuginsassen nicht beeinflusst wird. Insbesondere ist dies auch relevant, wenn der Fahrzeuginnenraum zum Zweck der Innenraum-Erfassung künstlich beleuchtet wird, da infrarotes Licht für das menschliche Auge nicht sichtbar ist und daher keine Irritationen oder Ablenkungen des Fahrzeuginsassen durch die Beleuchtung bei nächtlichen Fahrten bedingt.A complete absorption of the electromagnetic waves by those belonging to the vehicle Parts are not necessary. A significant absorption of the wavelength range detected by the camera or of the wavelength range evaluated in the images recorded by the camera is sufficient for identification. The degree of absorption should be higher than that absorbed by normal substances. If, for example, only the infrared wavelength range is evaluated or recorded by the camera, a high degree of absorption in the infrared wavelength range is sufficient. This has the advantage that the visual perception of a vehicle occupant is not affected. In particular, this is also relevant if the vehicle interior is artificially illuminated for the purpose of capturing the interior, since infrared light is not visible to the human eye and therefore does not cause any irritation or distractions of the vehicle occupants due to the lighting during night driving.

Insbesondere sollte vor dem Hintergrund einer Personenerkennung im Fahrzeuginnenraum der Grad der Absorption über dem Absorptionsgrad der menschlichen Haut liegen.In particular, against the background of a person detection in the vehicle interior, the degree of absorption should be above the degree of absorption of the human skin.

Eine für Absorptionsgrade gängige Klassifizierung sieht Absorptionsklassen von A bis E sowie nicht klassifiziert vor wie folgt. Absorptionsklasse Absorptionsgrad α Eigenschaft A 0,90 - 1,00 höchste Absorption B 0,80 - 0,89 höchste Absorption C 0,60 - 0,79 hohe Absorption D 0,30 - 0,59 absorbierend E 0,15 - 0,29 geringe Absorption Nicht klassifiziert 0,00 - 0,14
A classification that is common for degrees of absorption provides absorption classes of A to E as well as unclassified before as follows. Absorption class Degree of absorption α property A 0.90 - 1.00 highest absorption B 0.80 - 0.89 highest absorption C. 0.60 - 0.79 high absorption D 0.30-0.59 absorbent E 0.15 - 0.29 low absorption Unclassified 0.00 - 0.14

Der Absorptionsgrad α bezeichnet dabei das Verhältnis von von einem Objekt aufgenommener Lichtleistung zu der auf das Objekt eingestrahlter Lichtleistung und ist, wie ausgeführt, Wellenlängen-abhängig.The degree of absorption α denotes the ratio of the light power recorded by an object to the light power radiated onto the object and, as stated, is wavelength-dependent.

Für die Verwendung im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden vorzugsweise Materialien bzw. Oberflächenbeschaffenheiten der vorgenannten Absorptionsklassen A oder B für die mindestens eine Einrichtung im Innenraum und/oder das mindestens eine den Innenraum begrenzende Element vorgeschlagen. Dies stellt sicher, dass die interessierenden, in den Kamerabildern zu erkennenden Gegenstände, Lebewesen und/oder Personen im Innenraum ausreichend isoliert und damit erkannt werden können. Die angegebenen Absorptionsklassen beziehen sich dabei jeweils auf den betrachteten Wellenlängenbereich des Lichts.Materials or surface properties of the abovementioned absorption classes are preferably used for the purposes of the present invention A or B proposed for the at least one device in the interior and / or the at least one element delimiting the interior. This ensures that the objects of interest, living beings and / or people in the interior that are of interest in the camera images can be sufficiently isolated and thus recognized. The absorption classes given relate to the wavelength range of light in question.

Ein hoher Absorptionsgrad kann erreicht werden, indem die Oberflächen der dem Fahrzeug angehörenden Teile, wie Inneneinrichtung und/oder den Innenraum begrenzende Elemente mit speziellem Lack und/oder Stoff versehen werden. Es existieren Materialien, welche bis zu 99% der elektromagnetischen Strahlung der Wellenlänge 760-950 nm (1 nm = 10E-9 m), also im sogenannten nahen Infrarotbereich absorbieren, andere Wellenlängen hingegen kaum.A high degree of absorption can be achieved by providing the surfaces of the parts belonging to the vehicle, such as interior fittings and / or elements delimiting the interior, with a special paint and / or fabric. There are materials that absorb up to 99% of the electromagnetic radiation with a wavelength of 760-950 nm (1 nm = 10E-9 m), i.e. in the so-called near infrared range, but hardly absorb other wavelengths.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung verfügt das Innenraumerfassungssystem über eine Beleuchtungsvorrichtung, die dazu eingerichtet ist, den Innenraum mit Licht bzw. elektromagnetischer Strahlung in mindestens einem Teil des von der Kamera erfassten Wellenlängenbereichs zu beleuchten. Im einfachsten Fall kann die Beleuchtung mit tageslichtähnlichem Licht, insbesondere sogenanntem weißem Licht oder annähernd weißem Licht erfolgen. Dazu kann die Beleuchtungsvorrichtung über mindestens eine Glühbirne oder bevorzugt über mindestens eine Leuchtdiode verfügen. Die Beleuchtung ermöglicht eine Verbesserung der Auflösung und/oder Schärfe und/oder des Kontrasts von mittels der Kamera aufgenommenen Bildern bzw. Bildsequenzen insbesondere bei schwacher Umgebungsbeleuchtung, etwa bei Nachfahrten in einem Personenkraftwagen, und verbessert damit in der Folge auch die Bildauswertung durch die Auswerteeinrichtung.In a preferred embodiment of the invention, the interior detection system has an illumination device which is set up to illuminate the interior with light or electromagnetic radiation in at least part of the wavelength range detected by the camera. In the simplest case, the lighting can take place with light similar to daylight, in particular so-called white light or approximately white light. For this purpose, the lighting device can have at least one light bulb or preferably at least one light-emitting diode. The lighting enables an improvement in the resolution and / or sharpness and / or the contrast of images or image sequences recorded by the camera, in particular in poor ambient lighting, for example when driving in a passenger car, and consequently also improves the image evaluation by the evaluation device.

In weiter bevorzugter Ausgestaltung ist die Beleuchtungsvorrichtung dazu eingerichtet, den Innenraum mit Infrarot-Licht bzw. Infrarot-Strahlung zu beleuchten. Infrarotes Licht ist für das menschliche Auge unsichtbar, so dass durch die Beleuchtung mittels der Beleuchtungsvorrichtung keine Störung oder Irritation des Sehsinnes menschlicher Insassen des Innenraums bzw. Fahrzeug-Insassen im Falle eines Fahrzeug-Innenraums verursacht wird.In a further preferred embodiment, the lighting device is set up to illuminate the interior with infrared light or infrared radiation. Infrared light is invisible to the human eye, so that the lighting by means of the lighting device does not cause any disturbance or irritation to the sense of sight of human occupants of the interior or vehicle occupants in the case of a vehicle interior.

In bevorzugter Ausführung ist oder umfasst die Licht absorbierend ausgestaltete Einrichtung des Innenraums, hier insbesondere einer Fahrgastzelle, einen Fahrzeugsitz oder ein Teil eines Fahrzeugsitzes, insbesondere Sitzfläche, Rückenlehne oder Kopfstütze des Fahrzeugsitzes. Diese Einrichtung kann im Falle eines Fahrzeugsitzes oder von Teilen eines Fahrzeugsitzes beispielsweise mit einem Licht, hier insbesondere Infrarot-Strahlung absorbierendem Textil bezogen sein. Dabei muss die Einrichtung nicht notwendig vollständig Licht absorbierend ausgeführt sein. Vielmehr kann auch vorgesehen sein, dass die Einrichtung nur, aus der Perspektive der Kamera gesehen, um einen Umriss eines typischen Fahrzeuginsassen herum licht absorbierend ausgeführt ist. Ein typischer Fahrzeuginsasse kann dabei beispielsweise als mit einer Körpergröße von mindestens 1,60 Meter angenommen werden. Weitere Dimensionen bei frontaler Perspektive können beispielsweise eine typische Oberkörperbreite im Bereich von mindestens 0,35 Meter, eine typische Kopfbreite in der Größenordnung von mindestens 0,15 Meter angenommen werden. Bei von der frontalen Perspektive abweichender Perspektive sind entsprechend abweichende Werte anzunehmen.In a preferred embodiment, the light-absorbing device of the interior, here in particular a passenger compartment, a vehicle seat or a part of a vehicle seat, in particular the seat surface, backrest or headrest of the vehicle seat. In the case of a vehicle seat or parts of a vehicle seat, this device can be covered, for example, with a light, in particular infrared-absorbing textile. The device does not necessarily have to completely light be made absorbent. Rather, it can also be provided that the device is only light-absorbing around an outline of a typical vehicle occupant, as seen from the perspective of the camera. A typical vehicle occupant can, for example, be assumed to be at least 1.60 meters tall. Further dimensions from a frontal perspective can be assumed, for example, a typical upper body width in the range of at least 0.35 meters, a typical head width in the order of at least 0.15 meters. If the perspective differs from the frontal perspective, different values must be assumed.

Weiterhin ist vorteilhaft mindestens ein den Innenraum begrenzendes Element, im Falle einer Fahrgastzelle als Innenraum eine Seitenverkleidung, eine Karossiere-Säulenverkleidung, eine Türverkleidung, eine Hutablage, ein Armaturenbrett und/oder ein Fahrzeughimmel jeweils mindestens teilweise, d.h. bereichsweise Licht, hier insbesondere Infrarot-Strahlung absorbierend ausgeführt.Furthermore, at least one element delimiting the interior is advantageous, in the case of a passenger compartment as the interior a side panel, a body pillar panel, a door panel, a hat shelf, a dashboard and / or a vehicle headlining, in each case at least partially, i.e. area light, in particular infrared radiation absorbing.

In vorteilhafter Ausgestaltung ist von der Kamera räumlich entfernt im Innenraum mindestens ein Spiegel innerhalb des Erfassungsbereichs der Kamera angeordnet. Über den Spiegel aufgenommenes Licht kann auf diese Weise auf die Kamera gelenkt werden auch dann, wenn aus Sicht der Kamera über den Spiegel einsehbare Bereich ohne den Spiegel aus der Kamera-Perspektive nicht einsehbar wäre. Ist beispielsweise die Kamera in einem Personenkraftwagen im Bereich des Rückspielgels im Bereich der Windschutzscheibe angeordnet, so sind aus der Kamer-Perspektive die Fondsitze bzw. Rücksitzbank zumindest teilweise durch die Vordersitze, dort insbesondere deren Rückenlehnen und Kopfstützen sowie gegebenenfalls darauf sitzende Fahrzeuginsassen verdeckt. Der Sichtbereich der Kamera kann in diesem Fall beispielsweise durch mindestens einen am Fahrzeugdach über den Kopfstützen der Vordersitze oder an mindestens einer der B-Säulen des Fahrzeugs angeordneten Spiegel erweitert werden. Dabei ist es weiter von Vorteil, wenn der mindestens eine Spiegel über eine steuerbare Stellvorrichtung verfügt, welche dazu eingerichtet ist, den Spiegel um mindestens eine Raumachse zu schwenken. Die Steuerung des Spiegels kann dabei insbesondere durch die Auswerteeinrichtung vorgenommen werden.In an advantageous embodiment, at least one mirror is arranged spatially distant from the camera in the interior within the detection range of the camera. In this way, light recorded via the mirror can be directed onto the camera even if the region that is visible from the camera perspective would not be visible from the camera perspective without the mirror. If, for example, the camera is arranged in a passenger car in the area of the return gel in the area of the windshield, from the camera perspective the rear seats or rear seats are at least partially covered by the front seats, in particular their backrests and headrests as well as vehicle occupants sitting thereon. In this case, the field of vision of the camera can be expanded, for example, by at least one mirror arranged on the vehicle roof above the headrests of the front seats or on at least one of the B-pillars of the vehicle. It is also advantageous if the at least one mirror has a controllable adjusting device which is set up to pivot the mirror about at least one spatial axis. The control of the mirror can be carried out in particular by the evaluation device.

FigurenlisteFigure list

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden nachfolgend näher erläutert. Gleiche Bezugszeichen in den Figuren bezeichnen dabei gleiche oder gleichwirkende Elemente.Embodiments of the invention are shown in the figures and are explained in more detail below. The same reference numerals in the figures denote the same or equivalent elements.

Es zeigen

1 eine Aufsicht auf einen Schnitt durch eine Fahrgastzelle eines Personenkraftwagens als Beispiel für einen Innenraum bzw. Fahrzeug-Innenraum
2 ein Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Innenraumerfassungssystems

Show it

1 a plan view of a section through a passenger compartment of a passenger car as an example of an interior or vehicle interior
2nd a block diagram of the interior detection system according to the invention

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments

In 1 ist beispielhaft eine Aufsicht auf eine Fahrgastzelle 10 eines Personenkraftwagens 1 als Beispiel für einen mittels des Erkennungssystems zu überwachenden Innenraums, hier Fahrzeug-Innenraums, dargestellt.In 1 is an example of a supervision of a passenger compartment 10th of a passenger car 1 shown as an example of an interior to be monitored by means of the detection system, here the vehicle interior.

In der Fahrgastzelle 10 sind im vorliegenden Fall vier Sitzplätze in Form von einzelnen Fahrzeugsitzen 11, 12, 13 und 14 angeordnet, wobei zwei Vordersitze, davon ein Fahrersitz 11 und ein Beifahrersitz 12 sowie zwei Sitze im Fond des Fahrzeugs, davon ein erster Rücksitz 13 auf der Fahrerseite und ein zweiter Rücksitz 14 auf der Beifahrerseite vorgesehen ist. Jeder der Sitze 11, 12, 13, 14 verfügt über eine Sitzfläche 111, eine Rückenlehne 112 und eine Kopfstütze 113, welche aus Gründen der Übersichtlichkeit nur für den Fahrersitz 11 mit Bezugszeichen versehen sind.In the passenger compartment 10th are four seats in the form of individual vehicle seats in the present case 11 , 12th , 13 and 14 arranged, two front seats, one of which is a driver's seat 11 and a passenger seat 12th and two seats in the rear of the vehicle, including a first rear seat 13 on the driver's side and a second back seat 14 is provided on the passenger side. Each of the seats 11 , 12th , 13 , 14 has a seat 111 , a backrest 112 and a headrest 113 which, for reasons of clarity, only for the driver's seat 11 are provided with reference numerals.

Im Fahrzeugdach ist eine auf die Fahrgastzelle 10, also den Fahrzeug-Innenraum ausgerichtete Kamera 2 angeordnet, deren Erfassungsbereich, auch als Bildwinkel bezeichnet, die Fahrgastzelle 10 vollständig abdeckt. Aus der Perspektive der Kamera 2 ergibt sich dabei in etwas ein Bild ähnlich der in 1 dargestellten Aufsicht, wobei dieses Kamera-Bild infolge der Weitwinkelwirkung eines in der Kamera 2 eingesetzten Objektivs und des verhältnismäßig geringen Abstands der Kamera zu den Fahrzeugsitzen in Relation zu den Abmessungen der Fahrgastzelle, beispielsweise vergleichbar der Abbildung eines Fisheye-Objektivs, verzerrt sein kann.In the vehicle roof is one on the passenger compartment 10th , that is, the vehicle interior-oriented camera 2nd arranged, the detection area, also referred to as the angle of view, the passenger compartment 10th completely covers. From the perspective of the camera 2nd something gives a picture similar to that in 1 shown top view, this camera image due to the wide-angle effect of one in the camera 2nd lens used and the relatively small distance of the camera to the vehicle seats in relation to the dimensions of the passenger compartment, for example comparable to the image of a fisheye lens, may be distorted.

Aus der Perspektive des Objektivs der Kamera 2 können alle in der Fahrgastzelle vorhandenen Gegenstände, Lebewesen und Personen erfasst werden, sofern sich diese nicht etwa unter den Sitzen oder anderen aus der Kamera-Perspektive nicht einsehbaren Stellen, sondern im gewöhnlichen Aufenthaltsbereich auf oder im Fußraum vor einem der Fahrzeugsitze 11, 12, 13, 14 befinden.From the perspective of the camera lens 2nd All objects, living beings and people present in the passenger compartment can be detected, provided that they are not under the seats or other places not visible from the camera perspective, but in the usual lounge area on or in the footwell in front of one of the vehicle seats 11 , 12th , 13 , 14 are located.

Allerdings sind aus dieser Perspektive der am oder im Fahrzeugdach installierten Kamera beispielsweise die Gesichter von einem oder mehreren der Fahrzeugsitze 11, 12, 13 und/oder 14 befindlichen Personen oder Personen nicht sichtbar. Für verschiedene Funktionen des Fahrzeugs kann es jedoch sinnvoll und/oder erforderlich sein, dass die Fahrzeug-Insassen nicht nur als solche erkannt, sondern dass diese anhand ihrer Gesichter identifiziert werden können oder dass aus Gesichtsmerkmalen Schlüsse wie beispielsweise über eine Blickzuwendung zu bestimmten Einrichtungen oder Bedienelementen oder über ein drohendes Einschlafen des Fahrzeugführers, des Fahrers, oder ähnliches abgeleitet werden können.However, from this perspective, the camera installed on or in the vehicle roof is, for example, the faces of one or more of the vehicle seats 11 , 12th , 13 and or 14 people or people not visible. For various functions of the vehicle, however, it can be useful and / or necessary that The vehicle occupants are not only recognized as such, but that they can be identified based on their faces or that conclusions can be drawn from facial features such as, for example, by looking at certain devices or control elements or by the driver, the driver, or the like falling asleep .

Dazu sind im Bereich der Fahrzeug A-, B-, und C-Säulen, welche in der 1 auf der Fahrerseite mit A, B und C bezeichnet sind, des Fahrzeugs Spiegel bzw. Reflexionsflächen 21, 23, 25 auf der Fahrerseite sowie 22, 24, 26 auf der Beifahrerseite angeordnet. Diese können beispielsweise in Kopf- oder Schulterhöhe eines typischen Fahrzeug-Insassen in der jeweiligen Innenverkleidung, also der Fahrgastzellen-seitigen Verkleidung der A-, B- und C-Säulen installiert sein. Ihre Position und Ausrichtung, d.h. Winkelstellung bezüglich Fahrzeuglängsachse und der Vertikalen ist dabei so eingestellt, dass das Gesicht einer auf dem jeweils benachbarten Fahrzeugsitz, also beispielsweise des Fahrzeugführers auf dem Fahrersitz 11 im Falle des ersten Spiegels 21, in den Erfassungsbereich der Kamera 2 gespiegelt wird.For this purpose, in the area of the vehicle A-, B- and C-pillars, which in the 1 on the driver side with A , B and C. are designated, the vehicle mirror or reflective surfaces 21 , 23 , 25th on the driver side as well 22 , 24th , 26 arranged on the passenger side. These can be installed, for example, at the head or shoulder height of a typical vehicle occupant in the respective interior lining, that is to say the lining of the A, B and C pillars on the passenger cell side. Their position and orientation, ie the angular position with respect to the vehicle's longitudinal axis and the vertical, is set such that the face of one on the adjacent vehicle seat, that is to say, for example, the driver of the vehicle in the driver's seat 11 in the case of the first mirror 21 , in the detection area of the camera 2nd is mirrored.

In bevorzugter Ausgestaltung sind die Spiegel bzw. auf Trägern angeordneten Reflexionsflächen 21, 23, 25 sowie 22, 24 und 26 oder einzelne dieser Spiegel oder Reflexionsflächen beweglich angeordnet und über jeweils eine steuerbare Stellvorrichtung in ihrer Ausrichtung schwenkbar. Damit können insbesondere auch größere Größen-Abweichungen zwischen den auf den Fahrzeugsitzen befindlichen Gegenständen, Lebewesen oder Personen ausgeglichen werden und charakteristische Bilder von der Kamera 2 aufgenommen werden. So wird sich erwartungsgemäß das Gesicht des im Fahrzeug 1 befindlichen Fahrzeugführers 15 auf einer anderen Höhe befinden als etwa eine auf dem Beifahrersitz 12 oder einem der Rücksitze 13 oder 14 gelagerte Hand- oder Aktentasche oder beispielsweise eine Katzen-Transportbox 16.In a preferred embodiment, the mirrors or reflection surfaces arranged on supports are 21 , 23 , 25th such as 22 , 24th and 26 or some of these mirrors or reflecting surfaces are arranged to be movable and their orientation can be pivoted by means of a controllable adjusting device. Larger size deviations between the objects, living beings or people on the vehicle seats and characteristic images from the camera can thus be compensated for 2nd be included. So, as expected, the face of the in the vehicle 1 located driver 15 are at a different height than one in the passenger seat 12th or one of the back seats 13 or 14 stored handbag or briefcase or for example a cat transport box 16 .

Weiter ist bevorzugt eine Beleuchtungseinrichtung 28 vorgesehen, welche die Fahrgastzelle 10 beleuchtet. Die Beleuchtungseinrichtung ist vorliegend der Kamera 2 benachbart am Fahrzeugdach angeordnet und beispielsweise in Form einer Leuchtdiode oder eines Leuchtdiodenfeldes, auch als LED-Matrix oder LED-Array bezeichnet, umfassend eine Mehrzahl an Leuchtdioden, ausgebildet. Alternativ kann die Beleuchtungseinrichtung 28 auch eine Mehrzahl von über die Fahrgastzelle verteilten Leuchtmitteln umfassen. In der hier beschriebenen bevorzugten Ausführungsform strahlt die Beleuchtungseinrichtung 28 Licht im für das menschliche Auge nicht sichtbaren Wellenlängenbereich, hier vorzugsweise im Infrarot-Bereich ab. Die Beleuchtungseinrichtung muss dabei nicht dauerhaft Licht abstrahlen. Zu Zwecken der Energieeinsparung und zur Verhinderung einer unnötigen oder ungewünschten Aufheizung der Fahrgastzelle 10 durch das von der Beleuchtungseinrichtung 28 abgestrahlte Infrarot-Licht kann diese auch im Pulsbetrieb ein- und wieder ausgeschaltet werden. Die Einschaltdauer wird dabei so bemessen, dass diese zum Aufnehmen eines Bildes oder einer für die nachfolgende Auswertung ausreichenden Bildsequenz ausreicht.A lighting device is also preferred 28 provided which the passenger compartment 10th illuminated. In the present case, the lighting device is the camera 2nd Arranged adjacent to the vehicle roof and, for example, in the form of a light-emitting diode or a light-emitting diode field, also referred to as an LED matrix or LED array, comprising a plurality of light-emitting diodes. Alternatively, the lighting device 28 also comprise a plurality of lamps distributed over the passenger compartment. In the preferred embodiment described here, the lighting device radiates 28 Light in the wavelength range not visible to the human eye, here preferably in the infrared range. The lighting device does not have to emit light permanently. For energy saving purposes and to prevent unnecessary or undesired heating of the passenger compartment 10th through that from the lighting device 28 emitted infrared light can also be switched on and off in pulse mode. The duty cycle is dimensioned such that it is sufficient to take an image or an image sequence sufficient for the subsequent evaluation.

Im Falle einer Infrarot-Beleuchtung bzw. der Erfassung von Infrarot-Bildern durch die Kamera 2 sind die Spiegel bzw. Reflexionsflächen 21 bis 26 auch zur Reflektion von Infrarot-Licht bzw. Infraroter Strahlung ausgelegt oder geeignet. Solche Infrarotreflexionsflächen sind beispielsweise in der JP3023057U beschrieben.In the case of infrared lighting or the acquisition of infrared images by the camera 2nd are the mirrors or reflective surfaces 21 to 26 also designed or suitable for reflecting infrared light or infrared radiation. Such infrared reflection surfaces are, for example, in the JP3023057U described.

Die Fahrzeugsitze 11, 12, 13 und 14 sind mit Licht absorbierendem Material gefertigt, überzogen oder beschichtet. Gleiches gilt für die Innenverkleidungen der A-Säulen, der B-Säulen und der C-Säulen des Fahrzeugs 1 sowie für den Dachhimmel bzw. Fahrzeughimmel, also die Fahrgastzellen-seitige Verkleidung des Fahrzeugdaches, an dem auch die Kamera 2 angeordnet ist. Im Fall der Infrarot-Beleuchtung ist das Licht absorbierende Material zur Absorption von Infrarot-Strahlung ausgelegt.The vehicle seats 11 , 12th , 13 and 14 are made, coated or coated with light absorbing material. The same applies to the interior linings of the A-pillars, the B-pillars and the C-pillars of the vehicle 1 as well as for the headlining or vehicle headlining, i.e. the passenger compartment side cladding of the vehicle roof on which the camera is also attached 2nd is arranged. In the case of infrared lighting, the light-absorbing material is designed to absorb infrared radiation.

Das hier vorgestellte System dient der Erkennung von Personen bzw. Gegenständen im inneren des Fahrzeuges. Durch die verwendete Anordnung von Kamera und Reflexionsflächen, wird eine vollständige Abdeckung des inneren des Fahrzeuges mit einer bereits verwendeten Kamera erreicht. Dies kann beispielsweise zur Feststellung genutzt werden, ob auf dem Rücksitz 14 ein Kind oder Gepäckstück oder Gegenstand 16 liegt, welches einen Drucksensor im Sitz zur Überwachung der Anschnallpflicht auslöst. Damit kann ein ständiges Erinnern des Fahrzeug-Insassen 15, sich anzuschnallen, obwohl auf dem auslösenden Sitz 14 eventuell ein Gegenstand 16 liegt, welcher nicht angeschnallt werden muss, vermieden werden. Auch können mit diesem Ansatz die Sensoren in den Sitzen 11, 12, 13, 14 vollständig eingespart werden, da der gesamte Innenbereich durch die visuelle Überwachung bzw. Innenraumerfassung abgedeckt werden kann.The system presented here is used to recognize people or objects inside the vehicle. Due to the arrangement of the camera and reflecting surfaces used, complete coverage of the interior of the vehicle is achieved with a camera that has already been used. This can be used, for example, to determine whether in the back seat 14 a child or luggage or item 16 is located, which triggers a pressure sensor in the seat to monitor the seat belt requirement. This can be a constant reminder of the vehicle occupant 15 to buckle up even though on the triggering seat 14 possibly an object 16 , which does not have to be buckled up, can be avoided. The sensors in the seats can also be used with this approach 11 , 12th , 13 , 14 can be completely saved because the entire interior can be covered by visual monitoring or interior detection.

2 zeigt ein Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Innenraumerfassungssystems. 2nd shows a block diagram of the interior detection system according to the invention.

Dieses umfasst die am Fahrzeugdach angeordnete Kamera 2, deren Erfassungsbereich auf den Fahrzeuginnenraum 10 ausgerichtet ist, die also ein Bild oder eine Bildfolge, auch Bildsequenz, des Fahrzeuginnenraums 10 aufnehmen kann. Das Bild oder die Bildsequenz 20, welche die Kamera 2 aufgenommen hat, ist der Auswerteeinrichtung 30 zugeführt. Die Auswerteeinrichtung 30 ist in Form eines Rechners mit Betriebsprogramm ausgebildet. Das Betriebsprogramm umfasst unter anderem eine Bildauswerte- und Bilderkennungssoftware. Die Bildauswerte- und Bilderkennungssoftware ist dazu ausgebildet, in den mit der Kamera 2 aufgenommenen Bildern oder Bildsequenzen Gegenstände, Lebewesen und Personen zu erkennen. Die Bildauswerte- und Bilderkennungssoftware ist weiter dazu ausgebildet, Personen nicht nur als solche zu erkennen, sondern auch bestimmte Personen zu identifizieren. Beides erfolgt beispielsweise mit an sich bekannten Bilderkennungsalgorithmen, die beispielsweise für Zugangskontrollsysteme Anwendung finden. Die Bildauswerte- und Bilderkennungssoftware ist weiter vorzugsweise auch dazu eingerichtet, aus den mit der Kamera 2 aufgenommenen Bilddaten einen Status einer im Fahrzeug-Innenraum 10 befindlichen Person, hier insbesondere des Fahrzeugführers 15 zu erkennen und so beispielsweise eine Übermüdung oder Unaufmerksamkeit des Fahrzeugführers oder mögliche Unaufmerksamkeit für das Verkehrsgeschehen verursachende Bedienzugriffe auf Fahrzeugeinrichtungen festzustellen. Diese Feststellungen können beispielsweise zur Ausgabe von Warnhinweisen an den Fahrzeugführer 15 durch ein mit dem Innenraumerfassungssystem 100 zur Kommunikation verbundenes Fahrerinformations- oder Fahrerassistenzsystem 50 dienen.This includes the camera located on the vehicle roof 2nd whose detection area is on the vehicle interior 10th is aligned, which is an image or image sequence, also image sequence, of the vehicle interior 10th can record. The picture or picture sequence 20th who the camera 2nd has taken up is the evaluation device 30th fed. The evaluation device 30th is designed in the form of a computer with an operating program. The operating program includes, among other things, image evaluation and image recognition software. The image evaluation and image recognition software is designed to work with the camera 2nd to recognize objects, living beings and people in the recorded images or image sequences. The image evaluation and recognition software is further designed to not only recognize people as such, but also to identify certain people. Both are done, for example, with image recognition algorithms known per se, which are used, for example, for access control systems. The image evaluation and image recognition software is further preferably also set up from the camera 2nd recorded image data a status of in the vehicle interior 10th located person, here in particular the driver 15 to recognize and thus determine, for example, fatigue or inattentiveness of the vehicle driver or possible inattentiveness to the traffic events causing operator access to vehicle equipment. These findings can be used, for example, to issue warning notices to the vehicle driver 15 through a with the interior detection system 100 Driver information or driver assistance system connected for communication 50 serve.

Die Auswerteeinrichtung 30 ist ferner mit einem Steuermodul 40 verbunden. Die Auswerteeinrichtung 30 erzeugt ein Aufnahme-Auslösesignal 35 und gibt dieses an das Steuermodul 40 aus. Das Steuermodul 40 schaltet in Reaktion auf das Aufnahme-Auslösesignal die Beleuchtungseinrichtung 28 zur Abgabe von Infrarot-Licht in den Fahrzeuginnenraum 10 ein. Ferner löst das Steuermodul 40 über ein Auslösesignal 45, welches der Kamera 2 zugeführt ist, die Aufnahme eines Bildes oder einer Bildsequenz des Fahrzeug-Innenraums durch die Kamera 2 aus. Schließlich ist das Steuermodul 40 dazu eingerichtet, mittels eines Spiegel-Steuersignals 42 die Stellvorrichtung oder Stellvorrichtungen eines der Spiegel oder Spiegelflächen 21, 22, 23, 24, 25, 26 oder mehrerer oder aller der Spiegel oder Spiegelflächen anzusteuern, so dass diese um eine oder mehrere Raumachsen geschwenkt werden. Dies dient dazu, der Kamera 2 Aufnahmen der für die jeweilige Auswerte-Aufgabe relevanten Positionen innerhalb des Fahrzeug-Innenraums 10, etwa in Kopfhöhe vor der Kopfstütze 113 des Fahrersitzes 11 zur Erfassung des Gesichts des Fahrzeugführers 15 und in ca. 0,2 Metern Höhe über der Sitzfläche des beifahrerseitigen Fondsitzes 14 zur Erfassung des dort abgestellten Gegenstandes 16, hier einer Katzen-Transportbox, zu ermöglichen.The evaluation device 30th is also with a control module 40 connected. The evaluation device 30th generates a record trigger signal 35 and passes this on to the control module 40 out. The control module 40 switches the lighting device in response to the recording trigger signal 28 for emitting infrared light into the vehicle interior 10th a. The control module also triggers 40 via a trigger signal 45 which of the camera 2nd is supplied, the recording of an image or an image sequence of the vehicle interior by the camera 2nd out. Finally, the control module 40 set up by means of a mirror control signal 42 the adjusting device or adjusting devices of one of the mirrors or mirror surfaces 21 , 22 , 23 , 24th , 25th , 26 or to control several or all of the mirrors or mirror surfaces so that they are pivoted about one or more spatial axes. This serves the camera 2nd Recordings of the positions relevant to the respective evaluation task within the vehicle interior 10th , approximately at head height in front of the headrest 113 of the driver's seat 11 to capture the driver's face 15 and at a height of approximately 0.2 meters above the seat of the rear passenger seat on the passenger side 14 to record the object placed there 16 , here a cat transport box.

Weiterhin kann durch Schwenken der Reflexionsflächen bzw. Spiegel die Raumabdeckung zur Laufzeit variiert werden. Es ist somit möglich, einen Scan des Fahrzeug-Innenraums über die beweglichen Reflexionsflächen bzw. Spiegel durchzuführen. Diese Infrarotreflexionsflächen können direkt in Verkleidung eingebaut werden und somit beim Innenraumdesign berücksichtigt werden.Furthermore, the room coverage can be varied at runtime by swiveling the reflection surfaces or mirrors. It is thus possible to carry out a scan of the vehicle interior using the movable reflection surfaces or mirrors. These infrared reflection surfaces can be installed directly in the cladding and can therefore be taken into account in the interior design.

Wie bereits ausgeführt, können die Sitze und andere Fahrzeugteile, welche aus dem aufzunehmenden oder aufgenommenen Bild oder der Bildsequenz ausgeblendet werden sollen, mit Infrarotabsorbierenden Materialen versehen oder daraus gefertigt werden, um ein noch besseres Bild des Innenraumes zu bekommen. Denn somit werden die Konturen einer Person 15 auf den Sitzen bzw. der Gegenstände 16 noch besser dargestellt. Je nach Innenraumbeschaffenheit wird die Position der Kamera 2 und der Spiegel 21 bis 26 bzw. Reflexionsflächen so gewählt, dass das Auftreten von Verdeckungen möglichst gering ist.As already stated, the seats and other vehicle parts, which are to be hidden from the picture or the picture sequence to be taken or recorded, can be provided with infrared-absorbing materials or can be produced therefrom in order to obtain an even better picture of the interior. Because thus the contours of a person 15 on the seats or objects 16 shown even better. The position of the camera depends on the interior 2nd and the mirror 21 to 26 or reflective surfaces selected so that the occurrence of occlusions is as low as possible.

Das Steuermodul 40 steuert das Aussenden von IR-Licht durch die Beleuchtungseinrichtung 28 und entsprechend die Aufnahme durch die Kamera 2. Die Kamera 2 übergibt das Bild oder die Bildsequenz im Anschluss an die Auswerteeinrichtung 30, wo die eigentliche Bildauswertung und die Ableitung von Steuersignalen, beispielsweise zur Ansteuerung des Fahrerinformationssystem 50 zur Ausgabe eines Warnhinweises in Reaktion auf ein durch die Bildauswertung erkannten Gefahrensituation erfolgt. Das Steuersignal 32 kann beispielsweise auch dazu dienen, eine Fahrzeugfunktion einzuschränken oder zu unterbinden. So kann beispielsweise ein Zugriff auf die Fahrfunktion des Fahrzeugs unterbunden, also das Fahrzeug stillgelegt werden, wenn beispielsweise ein nicht autorisierter Fahrzeugführer in dem aufgenommenen Bild erkannt wird.
Ein weiterer Ansatz ist die Verwendung von Laserstrahlen, welche von der Beleuchtungseinrichtung 28 auf bestimmte Bereich des Innenraumes 10 gesendet werden, um ein Bild des kompletten Innenraumes zu erhalten. So ist bekannt, mittels Laser und Betrachtung der Reflexionsfläche die Objekte um die Ecke herum zu erkennen und zu rekonstruieren. Hierfür kommt ein Laser als Leuchtmittel zu Einsatz, welcher sehr schnell Strahlen emittiert, deren Reflexionen an Objekten von einer mit den Laserpulsen synchronisierten Hochgeschwindigkeitskamera 2 aufgenommen werden.The control module 40 controls the emission of IR light through the lighting device 28 and accordingly the recording by the camera 2nd . The camera 2nd transfers the image or the image sequence to the evaluation device 30th , where the actual image evaluation and the derivation of control signals, for example to control the driver information system 50 to issue a warning in response to a dangerous situation identified by the image evaluation. The control signal 32 can also serve, for example, to restrict or prevent a vehicle function. For example, access to the driving function of the vehicle can be prevented, ie the vehicle can be shut down if, for example, an unauthorized vehicle driver is recognized in the captured image.
Another approach is to use laser beams from the lighting device 28 to certain area of the interior 10th be sent to get a picture of the complete interior. It is known, for example, to recognize and reconstruct the objects around the corner using a laser and viewing the reflection surface. For this purpose, a laser is used as the illuminant, which very quickly emits rays, their reflections on objects from a high-speed camera synchronized with the laser pulses 2nd be included.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 19921488 A1 [0003]
JP 3023057 U [0030]

Claims

Interior detection system (100) comprising a camera (2) which has a detection area which is oriented towards an interior (10), in particular a vehicle interior, an evaluation device (30) which is set up to be used by the camera (2 ) to evaluate captured images (20) and to recognize objects (16), living beings and / or people (15) in the interior (10), characterized in that at least one device (11, 12, 13, 14) in the interior (10 ) and / or at least one element (A, B, C) delimiting the interior (10) are at least partially light-absorbing.

Interior detection system (100) according to Claim 1 , characterized by an illumination device (28) which is set up to illuminate the interior (10) with electromagnetic radiation in at least part of the wavelength range detected by the camera (2), in particular with infrared radiation.

Interior detection system (100) according to any one of the preceding claims, characterized in that the device is a vehicle seat (11, 12, 13, 14) or part of a vehicle seat, in particular a seat surface (111), backrest (112) or headrest (113).

Interior detection system (100) according to any one of the preceding claims, characterized in that the limiting element is a side panel, a body pillar panel, a door panel, a hat shelf, a dashboard and / or a vehicle headliner.

Interior detection system (100) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one mirror (21, 22, 23, 24, 25, 26) or at least one reflection surface within the detection area is spatially distant from the camera (2) in the interior (10) the camera (2) is arranged.

Interior detection system (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one mirror (21, 22, 23, 24, 25, 26) or the at least one reflection surface has a controllable adjusting device which is set up to mirror or to pivot the reflection surface around at least one spatial axis.